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TTL電平串口轉以太網模塊在智能家居中的應用

發布時間:2012-12-30 作者:上海卓嵐 瀏覽量:7824

本文介紹TTL電平串口轉以太網在智能家居中的應用,以及相關的端口映射方法、動態域名實現方法等。

1.TTL電平串口轉以太網與智能家居簡介

TCP/IP、以太網目前成為用戶控制智能家居系統的主流接入方法。這種接入方法的流行也歸功于智能手機(iphone、安卓手機)手機的普及,因為無論是家庭的wifi接入和戶外的3G接入,智能手機都能夠輕松應付。

對于控制端,目前的智能家居一般采用RS485、電力線載波PLC、無線(例如zigebee)等方案來實現,但是這些方案都缺少TCP/IP接入功能。無論是RS485、電力線載波PLC、zigebee等都可以轉化為TTL電平的串口。為此卓嵐的ZLSN2000模塊提供了TTL電平轉以太網的功能,方便地實現了TTL電平串口轉以太網的功能。

除此之外卓嵐提供了基于網頁的模塊ZLSN2030EX(ZLSN2000是不帶自定義網頁的),用戶可以將智能家居控制的網頁下載到ZLSN2030EX內部,用戶通過智能手機打開網頁點擊按鈕可以直接控制電器。并且這個功能可以和普通的TTL電平串口轉以太網同時使用。

2.卓嵐的TTL電平串口轉以太網與智能家居方案

卓嵐在智能家居應用中具有多年的成功應用案例,提供了多樣的解決方法。主要的方案有:

將貓的串口和NETCOM2000的串口連接,將NETCOM2000的網口連接到計算機。由于NETCOM2000支持各種硬件流控(CTS/RTS、DTR/CTR)所以可以和Modom配合通信并進行流控。

和其它的實現智能家居TCP的方案相比,ZLSN2000的方案的特點是:穩定、低成本、豐富功能、便捷。ZLSN2000有近10年的應用,穩定性可以保證;在大批量時ZLSN2000的價格也很有優勢;ZLSN2000具有卓嵐產品基本上所有的功能,包括10個TCP連接、DNS、DHCP、串口類AT控制命令等;便捷性在于ZLSN2000是一個拿來即用的產品,用戶只需要當作串口收發即可。

用戶一般在手機上編寫一個基于TCP/IP的軟件,然后通過這個軟件和ZLSN2000通信來實現家電的控制。

2.2 ZLSN2003EX網頁下載模塊

在包含ZLSN2000所有的功能的基礎上,ZLSN2030EX提供了用戶自定義網頁來控制家電的功能。詳細參考:基于網頁的TTL串口轉以太網模塊。ZLSN2030EX不僅支持通過智能手機的用戶軟件訪問家電,也可以通過智能手機的瀏覽器訪問和控制家電。

2.3 卓嵐動態域名系統ZLAN_DDNS

卓嵐具有自己的動態域名系統,不需要申請花生殼等動態域名系統,通過TTL串口轉以太網模塊的序列號直接訪問模塊。詳細信息參考ZLAN_DDNS的介紹。

2.4 i-ZLAN云服務器

卓嵐的i-ZLAN云服務器平臺可以提供給智能家居作為手機和智能家居網關的通信中介。手機通過登錄、訪問i-ZLAN平臺的Web服務器來查看和控制家電。此種方式無需端口映射和動態域名。

3.TTL電平串口轉以太網在智能家居應用中的關鍵技術

這里介紹ZLSN2000在智能家居應用中的幾個關鍵技術:

3.1 端口映射技術

端口映射,也稱之為虛擬服務器、NAT等。在智能家居中是實現外網手機、計算機訪問家庭內部的智能家居網關的關鍵技術。因為根據TCP/IP的特點,外網的手機、計算機只能夠訪問家庭的路由器,而在路由器下面的計算機、網絡設備則無法直接訪問。而端口映射就是實現外網計算機訪問內網網絡設備用的,所以在智能家居中必須解決端口映射問題。這里介紹端口映射的實現步驟:

1. 在路由器上添加轉發功能,以下以TP-LINK的TL-WR340G+ ADSL路由器為例,講述設置方法。 (a)登錄路由器,進入“轉發規則”->“虛擬服務器”,點擊“添加新條目”

(b)在彈出的對話框中輸入ZLSN模塊的本地端口和ZLSN模塊的IP地址(參考下圖),并且在協議部分選擇ALL,在狀態部分選擇“生效”。點擊保存。

2. 保證路由器192.168.0.1和ZLSN模塊處于同一個局域網中(中間沒有跨網關,否則要再做一級映射)。然后打開ZLSN模塊電源。

3. 測試外網訪問。(a)獲取路由器的外網IP地址,如下圖所示

(b)在外網計算機上打開卓嵐TCP&UDP測試工具。在“目的2”中輸入上面獲取的路由器IP地址,在“端口2”中輸入模塊本地端口地址。點擊“客戶連接”,如下圖輸出信息“TCP client connected …”表明連接建立成功。

(c)此后TCP&UDP調試工具和模塊的串口可以進行數據通信,如下圖所示

2.2 動態域名技術

在智能家居系統中,家庭路由器上網為固定IP的并不多見。通過ADSL寬帶上網一般每次用戶的ADSL上電登錄網絡其IP是不同的,為了獲得每次不同的IP,需要用到動態域名系統——DDNS,其使用大致步驟如下(詳細實現方法將在后面詳述):
1.首先用戶需要有一臺通過ADSL上網的PC機。
2.在該PC上運行動態域名客戶端軟件。一般安裝動態域名客戶端軟件后,系統啟動時自動運行,該步驟實際可以省略。
3.用戶的智能手機用這個動態域名進行訪問。

詳細步驟說明如下:1. 安裝和申請。這里以使用“花生殼”動態域名系統為例講述如何安裝和申請動態域名系統。

(a)下載客戶端軟件:進入http://www.oray.com/ ,點擊“下載花生殼客戶端”下載客戶端。下載后進行安裝,注意選擇安裝全部組件。安裝完畢以后要求重新啟動計算機。

(b)計算機重啟以后會自動運行花生殼客戶端軟件,如上圖所示,點擊注冊新護照。注冊時注意,“Oray護照”將是以后的登錄名和域名前綴,例如以yourname作為護照。注冊完畢后自動產生域名yourname.gicp.net。

(c)在上圖的用戶名和密碼中輸入yourname和注冊時的密碼,登錄花生殼客戶端。以后系統啟動會自動登錄。

2. 測試域名有效性

(a)在Windows開始菜單中點擊運行,然后輸入cmd,如圖 15所示。

(b)在彈出的窗口中輸入ping yourname.gicp.net,如果看到如圖 16 所示的應答則表明動態域名已經生效。

3. 使用動態域名

(a)由于系統一啟動自動運行了花生殼客戶端程序,并自動登錄。所以用戶只需要在聯網產品的“目的IP或域名”參數中設置目的為剛申請的域名yourname.gicp.net,即可。

(b)另外注意需要在路由器上制作“虛擬服務器”轉發規則,做法和不使用動態域名時完全一樣

4. 路由器上登錄花生殼。現在某些路由器(例如TP-LINK路由器)已經支持在路由器上登錄花生殼軟件,這樣就無需在用戶家庭內部的一臺計算機上時刻運行花生殼軟件,只要路由器一直處于上電狀態即可。具體操作方法請登錄路由器后查看其菜單選項。

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